Mục tiêu phát hiện
Đo hàm lượng cacbon và oxy trong silic
Tổng quan
Dung dịch này tuân thủ Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM F1188 để xác định hàm lượng oxy nguyên tử xen kẽ trong silic bằng phương pháp hấp thụ hồng ngoại và Phương pháp thử nghiệm SEMI MF1391 để xác định hàm lượng cacbon nguyên tử thay thế trong silic bằng phương pháp hấp thụ hồng ngoại.
Tiêu chuẩn ASTM F1188 quy định việc xác định hàm lượng oxy xen kẽ trong silic đơn tinh thể bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại. Phạm vi nồng độ oxy hữu ích có thể đo được bằng phương pháp thử nghiệm này là từ 1 × 10¹⁶ nguyên tử/cm³.3đến lượng oxy xen kẽ tối đa hòa tan trong silic. SEMI MF1391 sử dụng mối quan hệ giữa nồng độ carbon và hệ số hấp thụ của dải hấp thụ hồng ngoại liên quan đến carbon thay thế trong silic. Ở nhiệt độ phòng (khoảng 300 K), đỉnh của dải hấp thụ nằm ở 605 cm⁻¹.-1hoặc 16,53 μm. Ở nhiệt độ đông lạnh (dưới 80 K), đỉnh dải hấp thụ nằm ở 607,5 cm⁻¹.-1hoặc 16,46 μm.
Nguyên tắc
Các nguyên tử cacbon thay thế và các nguyên tử oxy xen kẽ trong silic thể hiện các đỉnh hấp thụ đặc trưng ở bước sóng 607,2 cm⁻¹.-1và 1107 cm-1Tương ứng. Bằng cách đo hệ số hấp thụ của các đỉnh này, có thể xác định nồng độ cacbon thay thế và oxy xen kẽ.
Điều kiện vận hành
Nhạc cụ và phụ kiện
1)HKL-1188 FTIR để xác định hàm lượng cacbon và oxy trong silic
2) Phụ kiện kiểm tra oxy/cacbon: Bệ đo oxy-cacbon bằng silicon
Thông số kiểm thử
1) Độ phân giải: 2 cm-1
2) Số lần quét: 64
3) Đầu dò: Đầu dò hồng ngoại nhiệt điện
Người khác
1) Thước đo micromet: Độ chính xác 0,01 mm
2) Axit flohydric (HF): Thuốc thử phân tích (AR)
Chuẩn bị mẫu
Theo yêu cầu, các tấm wafer silicon tham chiếu và tấm wafer silicon mẫu phù hợp đã được lựa chọn. Lớp oxit bề mặt được loại bỏ bằng axit flohydric (HF), và độ dày của chúng được đo trước khi tiến hành thử nghiệm.
Kiểm tra mẫu
1. Sử dụng phần mềm phân tích hàm lượng cacbon và oxy trong silicon HKL-1188 FTIR, thực hiện các bước sau theo trình tự: Quét nền → Nhập độ dày tham chiếu → Quét mẫu tham chiếu → Nhập độ dày mẫu → Quét mẫu → Ghi lại dữ liệu.
2. Lặp lại quá trình quét mẫu hai lần và ghi lại dữ liệu để thu được kết quả như hình bên dưới.
|
Hình 1. Kết quả kiểm tra hàm lượng oxy và cacbon trong silic. |
3. Dữ liệu thử nghiệm
Thông số | 1 | 2 | 3 | Trung bình | Độ lệch chuẩn |
Nồng độ cacbon (1017nguyên tử/cm3) | 1.16 | 0.879 | 1.02 | 1.02 | 0,14 |
Nồng độ oxy (1017nguyên tử/cm3) | 6,85 | 6,86 | 6,87 | 6,86 | 0,01 |
Phần kết luận
Phần mềm phân tích hàm lượng cacbon và oxy bằng quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier HKL-1188 cung cấp một phương pháp thuận tiện và nhanh chóng để định lượng cacbon thay thế và oxy xen kẽ trong vật liệu silic đơn tinh thể.